一、行業(yè)背景與應用需求

1.行業(yè)背景

全球貨物流通以集裝箱為載體，尤其是海運集裝箱?；赗FID的集裝箱管理系統是生產和管理集裝箱企業(yè)在產出成品下線、運輸環(huán)節(jié)的追蹤管理系統。系統作用是實現對集裝箱、托運車輛的追蹤管理。通過自動采集集裝箱、托運車輛的信息和信息管理系統，實現對集裝箱(集裝箱生產管理)、托運車輛(運費自動結算)、和堆場 (集裝箱存放狀態(tài))的自動管理。

2.應用需求

全球每年集裝箱產量約有200多萬個，在中國生產的占50％以上，2004年全球集裝箱保有量約為2187萬箱。集裝箱制造商和集裝箱運輸管理企業(yè)承擔了大量的生產運輸、成品運輸和堆放存儲等繁重的統計管理工作。在集裝箱出廠后，不能實時知道集裝箱的位置和狀態(tài)，是否安全到達堆場，由于出入堆場的繁雜手續(xù)導致托運車輛排長隊現象，除此之外在面積龐大的堆場上找出指定集裝箱非常困難，不僅浪費時間而且容易出錯。此外由于無法實時了解堆場上的集裝箱的數量和位置空缺，無形中造成堆場利用率低，浪費了企業(yè)資源。

基于RFID的集裝箱管理系統首先在世界上最大的集裝箱生產企業(yè)試點成功。2005年3月在現場進行了RFID電子標簽在惡劣環(huán)境下（金屬表面安裝）的全面測試。在此基礎上開發(fā)了工廠出口監(jiān)測子系統、堆場自動管理子系統及中央監(jiān)控子系統。初步實現了集裝箱在工廠、堆場的監(jiān)控、管理和數據統計分析。

二、項目實施的目標

項目實施的目標包括：

(1) 集裝箱相關的信息（如：箱號、使用公司代碼、箱種、箱型、箱東代碼、制造企業(yè)代碼、生產線代碼、班組代碼、毛重、凈重和生產時間）存儲在電子標簽中，信息可無線、快速、自動方式被讀取、傳輸，避免人工手工輸入可能引起的錯誤。

(2) 對生產下線的集裝箱從工廠由托運車輛運輸到堆場的整個流程進行跟蹤。監(jiān)測、記錄新箱下線信息、托運車輛信息、發(fā)生時間、操作人員等。統計分析各箱東的集裝箱生產量及合格率等。

(3) 堆場自動管理通過無線網絡技術進行信息交互，堆高車讀寫器自動識別箱號，實現圖像化操作，迅速準確的查詢集裝箱堆放位置、狀態(tài)。

(4) 對承擔托運的車輛進行注冊管理，安裝車輛電子標簽，在托運過程中實現自動采集車輛信息，取消復雜的單據手續(xù)，縮短出入閘通過時間，減少人員工作量。

三、系統設計

基于RFID技術的集裝箱管理系統是一個大系統（如圖），包括中央監(jiān)控中心子系統、出廠監(jiān)控子系統、出入閘口監(jiān)控子系統三個主要部分。

中央監(jiān)控中心子系統：監(jiān)控其他子系統運作，與其他子系統進行信息交互。進行集裝箱信息管理和托運車輛信息管理，數據統計與分析，進行運費結算。向客戶提供集裝箱信息查詢服務。

出廠監(jiān)控子系統：監(jiān)測、記錄出廠集裝箱的信息、托運車輛的信息、發(fā)生時間、操作人員等。統計分析各種集裝箱的出廠情況。

堆場集裝箱管理系統：監(jiān)測，記錄經過閘口的集裝箱信息、對應的拖運車輛信息、事件發(fā)生時間、操作人員等信息，堆場集裝箱堆放位置信息管理，迅速準確查找集裝箱狀態(tài)；具有形象的2D 集裝箱堆場地圖和放箱、找箱功能。

1.系統關鍵技術

基于RFID的集裝箱管理系統采用915MHz頻段的產品。系統包括在每個生產下線的集裝箱上安裝一個電子標簽，在每一輛注冊過的托運車輛上安裝一個電子車牌（電子標簽），在出廠處和堆場出入口選擇位置安裝讀寫器（含天線、射頻電纜、），在工廠和堆場的堆高車上安裝讀寫器。

2.系統工作流程

正常的工作流程如下：在新下生產線的集裝箱上安裝寫有該箱信息的電子標簽，堆高車作業(yè)時確認集裝箱箱號后出廠，由托運車輛從工廠運輸到堆場，托運車輛在出工廠大門時，系統自動采集集裝箱信息及托運車輛信息，托運車輛進出堆場時，系統自動采集集裝箱信息及托運車輛信息，調度通過傳輸系統指揮堆高車的堆放集裝箱位置等。

四、系統的基本運作過程

該系統第一期實現了對集裝箱從工廠下線到進入堆場整個流程的跟蹤。第二期系統在第一期系統的基礎上完善和補充，重點實現了堆場自動管理系統和車輛管理系統的建設。

基于RFID 技術的集裝箱管理系統可以服務于集裝箱運營生產管理企業(yè)，加強集裝箱監(jiān)控功能，為客戶提供必要的信息服務，實現堆場自動化管理，減少集裝箱管理人員工作量。2005年9～11月系統進入試運行階段。

五、設備選擇標準

系統中的集裝箱電子標簽、電子車牌和自動識別設備采用的自動識別技術是遠距離RFID產品。集裝箱電子標簽安裝與集裝箱一側，電子車牌安裝在托運車輛的前擋風玻璃內。系統要求RFID系統讀寫距離大于7米，速度在50公里/小時，要求具有多標簽讀取功能，要求RFID系統具有防鄰道干擾，要求電子標簽安裝于金屬表面（集裝箱表面），設備的工作環(huán)境通常要求防塵、防震、高溫按工業(yè)級標準執(zhí)行。

值得注意的是將電子標簽安裝于集裝箱的表面（金屬）通常會降低標簽的識別距離和識別率，因而在電子標簽設計上要考慮金屬環(huán)境的影響。

六、應用效果分析

基于RFID的集裝箱管理系統采用遠距離RFID技術，實現了箱、車的自動識別，在系統中發(fā)揮了重要作用。加快了下線產品的出廠、運輸、堆場存儲速度，提高信息采集的準確率，減少了工作人員在惡劣環(huán)境下的手工作業(yè)。

隨著基于RFID的集裝箱管理系統應用的普及，該項技術將進一步推廣到港口、集裝箱堆場中應用，從而提高對集裝箱的監(jiān)控與管理。